Существуют два важных документа в сфере изучения климата в России. Первый – «Федеральная научно-техническая программа в области экологического развития Российской Федерации и климатических изменений на 2021 - 2030 годы». Среди ее задач – создание наукоемких технологических решений, направленных на обеспечение экологической безопасности, улучшение состояния окружающей среды; изучение климата, механизмов адаптации к климатическим изменениям, их последствиям и другое.
Второй документ – важнейший инновационный проект «Единая национальная система мониторинга климатически активных веществ». Он утвержден Правительством РФ в прошлом году. Эта система должна обеспечить получение независимых данных наблюдений и прогнозов по таким вопросам, как глобальный климат и эмиссия парниковых газов, причины изменений климата, поглощающие способности российских экосистем, верифицированные оценки экономической эффективности различных стратегий декарбонизации и адаптации к изменениям климата и т.д.
*В России созданы шесть научно-образовательных центров (консорциумов) для исследования изменения климата с целью научного и информационно-аналитического обеспечения управления климатическими рисками. В феврале этого года Правительство РФ сообщило, что выделяет 7,4 млрд рублей для работы консорциумов с целью создания единой национальной системы мониторинга климатически активных веществ.
«Экология России» обратилась к руководителю одного из консорциумов «Суша: мониторинг и адаптация» Владимиру Катцову с вопросом, что предстоит сделать, и как будет идти работа в рамках этого консорциума.
Владимир Катцов, директор Главной геофизической обсерватории им. А.И. Воейкова (ГГО) Росгидромета в Санкт-Петербурге, руководитель Климатического центра Росгидромета.
Главная геофизическая обсерватория им. А.И. Воейкова совместно с другими участниками консорциума проведет работу по расширению системы климатического и экологического мониторинга и прогнозирования в России, усовершенствует физико-математическое сценарное прогнозирование, а также климатическое обслуживание в целях обеспечения адаптации к изменениям климата.
-Обсерватория Воейкова – единственная из головных организаций консорциумов, которая находится в Санкт-Петербурге. Остальные собраны в Москве. Расскажите, какие задачи стоят перед вами в рамках климатического проекта?
- Чтобы охарактеризовать наши компетенции, начну с истории. Главная геофизическая обсерватория им. А.И.Воейкова – старейшее метеорологическое и климатологическое учреждение России. В этом году мы отметили 174-ю годовщину со дня основания. Почти с самого начала здесь занимались тем, что сейчас называется государственная наблюдательная сеть, которая находится в ведении Росгидромета. Эта сеть – национальное достояние, которое является источником критически важных данных о состоянии окружающей среды и климата для отраслей экономики и населения. Все начиналось с сети метеостанций. Сейчас государственная сеть выполняет более 30 различных видов наблюдений. В 1949 г. по случаю 100-летия со дня основания обсерватории ей было присвоено имя выдающегося российского климатолога Александра Ивановича Воейкова. Это подчеркнуло не только нашу метеорологическую направленность, но и климатологическую. Отечественная климатическая наука получила здесь мощное развитие. Еще упомяну имя Михаила Ивановича Будыко, это выдающийся советский климатолог, директор обсерватории в 1950-х начала 1970-х годов. Его прогноз глобального изменения климата до середины ХХI века был опубликован еще в 1972 году и блестяще оправдывается в наши дни. Причины происходящего на планете хорошо были поняты еще тогда.
- И вот на этом научном фундаменте идет создание нового направления?
- Идет не создание, а расширение. На территории России уже существует Государственная наблюдательная сеть с множеством станций, с разной степенью сложности программы, качеством данных. Среди них есть 775 «элитных» климатических станций, на которых нельзя сокращать программы или уменьшать количество сроков наблюдения, часть этих станций включена в систему международного обмена данными. Откуда мы знаем, например, что с середины 1970-х гг. идет глобальное потепление, примерно, на 0,18 градусов за десятилетие? Это результат анализа высококачественных данных наблюдений на подобных станциях по всему миру.
Сегодня нам необходимо расширить сеть климатического мониторинга. Это связано с появлением новых потребностей, и в первую очередь – с изменением климата. Ну, например, создание сети фонового мониторинга многолетней мерзлоты. Мерзлота занимает две трети территории нашей страны. Это важнейшая часть глобальной криосферы, в чем-то загадочная, в чем-то тревожащая. Мерзлота деградирует в результате глобального потепления, а значит, становится дополнительным естественным источником парниковых газов, которые усугубляют потепление климата. Это называется положительная обратная связь, когда следствие усугубляет причину. Каков потенциал тающей мерзлоты с точки зрения выделения в атмосферу дополнительного количества углерода в виде метана, СО2? Это вопрос, стоящий не только перед российской, но и перед мировой наукой. Эту тему надо серьезно изучать – постоянно мониторить и прогнозировать состояние мерзлоты: сколько в мерзлоте заключено углерода, с какой интенсивностью происходит выделение в атмосферу парниковых газов, насколько это влияет на климат?
- Вы упомянули участие наших станций в международном обмене данными. Сегодня сложились условия, когда непросто выстраивать сотрудничество с другими странами. Как вы это будете учитывать, расширяя сеть?
- Очень важно обеспечение международного признания данных. Они должны быть получены с помощью методик и инструментов, которые признаны профессиональным международным сообществом, и не вызывают сомнений у ученых. Климатическая наука существенно глобальна, и климатический мониторинг так же существенно глобален. Конечно, мы должны иметь собственноручно полученные оценки для нашей территории, в этом наш определенный научный суверенитет. Но мы абсолютно не выстраиваем границ между собой и научными сообществами других стран, мы входим в эту семью, в том числе под флагом Всемирной метеорологической организации, которую, кстати, полтора века назад создавали с самым активным участием России. Очень важно, чтобы во всем мире организация наблюдательных сетей и мониторинг производились по определенным правилам – это, в частности, обеспечивает сопоставимость данных, полученных в разных уголках планеты. Кроме того, все эти новые данные, которые мы будем получать, станут фундаментальной основой для выработки позиции Российской Федерации в международном переговорном процессе вокруг проблемы изменения климата. И тогда Россия сможет еще более уверенно приводить свои аргументы в этом непростом диалоге, подкрепляя их собственными оценками вклада процессов, происходящих на территории нашей страны в глобальное изменение климата в настоящем и будущем.
- Тогда расскажите, на что конкретно пойдут деньги, полученные вашим консорциумом.
- Речь идет об установке 140 станций сети фонового мониторинга многолетней мерзлоты на территории страны, которые будут расположены вблизи метеостанций Государственной наблюдательной сети. Речь идет как о 30-метровых скважинах, оснащенных так называемыми «термокосами» - определенным образом расположенными на разных глубинах датчиками температуры, так и об отдельных полигонах с дополнительным комплексом наблюдений. В этом году мы начинаем с двадцати станций, потом в 2024 году добавится еще около шестидесяти станций, а в 2025 году – примерно еще столько же. Впоследствии к данным этих фоновых станций планируется добавить информационный поток со станций так называемого геотехнического мониторинга (осуществляемого разными ведомствами в местах прямого воздействия человека на мерзлоту), чтобы получить более полную картину. Всей этой работой занимается участник нашего консорциума – НИИ Арктики и Антарктики Росгидромета, и это самая затратная часть работы нашего консорциума. Другое направление связано с гидрологией суши. Здесь у нас два участника – Государственный гидрологический институт Росгидромета и Институт водных проблем Российской академии наук. Если очень кратко, то наши усилия связаны с двумя проблемами. Первая – водные ресурсы в условиях изменения климата, которые могут где-то сокращаться, а где-то увеличиваться (в ХХI веке пресная вода становится настоящим сокровищем в целом ряде регионов мира). Вторая – угрозы, связанные с наводнениями, которые также зависят от изменения климата. В связи с этим существующая государственная сеть гидрологических наблюдений должна быть адаптирована к происходящим и ожидаемым изменениям климата. Гидрологический мониторинг должен обеспечивать гидрологическое моделирование, которое позволит нам заниматься планированием адаптации в отношении водных ресурсов. Прежде всего, новая конфигурация этой сети, размещение в ряде мест дополнительных гидрологических постов позволит улучшить систему заблаговременного предупреждения о рисках, связанных с наводнениями и т.д.
- Что такое гидрологический пост?
- Это место, где с помощью специального оборудования наблюдают расход воды в реке. Мы будем увеличивать их количество, но не очень значительно. На первых порах нам нужно просто отработать эту систему. Наши соисполнители-гидрологи планируют начинать с южных регионов страны. Институт водных проблем будет заниматься гидрологическим моделированием. А главная геофизическая обсерватория обеспечит гидрологические модели сценарными прогнозами климата. У нас в этой работе многолетний опыт.
- Насколько точные прогнозы вы можете дать?
Мы можем прогнозировать реакцию климатической системы на внешние воздействия – например, на антропогенный рост атмосферных концентраций парниковых газов. Но мы не знаем, как будет развиваться человечество, а от этого и зависит антропогенное воздействие на климат. Например, все всерьез озаботились проблемой глобального потепления и сильно сократили выбросы – это сравнительно «мягкий» сценарий антропогенного воздействия. Может быть другой сценарий, если мы будем продолжать жечь ископаемое, безоглядно удовлетворяя все растущие потребности в энергии и не прилагая особых усилий к снижению выбросов парниковых газов в атмосферу. Тогда нас ожидают существенно большие изменения климата.
Нас интересуют не только глобальные оценки будущих изменений климата, но и намного более подробные, имеющие очевидное прикладное значение – региональные. Детализация достигается с помощью сложных физико-математических моделей с высоким пространственным разрешением. С помощью таких региональных моделей, а точнее – прогностических систем, мы можем рассчитывать сценарии как для территории Российской Федерации в целом, так и для отдельных ее частей. Мы можем оценивать изменение статистики экстремальных климатических явлений, которые особенно важны для планирования адаптации. Наша многофункциональная система прогнозирования регионального климата, помимо ключевой модели общей циркуляции атмосферы, будет включать модели океана (нам это особенно важно в Арктике), речного стока, мерзлоты и др. В перспективе мы планируем включить в эту систему и модели экосистем. Конечно, не все так просто, у нас есть проблемы, которые связаны, например, с вычислительными ресурсами, точнее с их нехваткой. Это вызовы сегодняшнего дня, но мы надеемся, что нам общими силами в рамках ВИПГЗ (важнейшие инновационные проекты государственного значения – прим. «Экология России») и ФНТП удастся их со временем преодолеть.
- Почему не воспользоваться уже готовыми зарубежными практиками, тем более, что вы сохраняете международное сотрудничество, зачем придумывать заново?
- Ну, во-первых, мы много чего вполне успешно используем. Однако и свое придумывать надо, потому что мы имеем дело с уникальной территорией, огромной по размерам и с очень большим разнообразием природных, в том числе климатических, условий. И с соответствующим набором климатических рисков, а также и новых возможностей для экономики в связи с глобальным изменением климата. Так что зарубежные разработки далеко не всегда применимы. Для того, чтобы заниматься такими проблемами на нашей территории, мы должны иметь свои инструменты (я имею в виду сети мониторинга и модели) и свои данные. И если вы думаете, что остальной мир не пользуется нашими разработками, то это не так. За последние полторы сотни лет у нас их было немало.
- Есть такое понятие, как «климатическое обслуживание городов», перед записью интервью вы упоминали его в своей работе. Поясните, что это такое.
- Речь о так называемой системе интегрированного климатического обслуживания городов. Это еще одно направление, которым в рамках ВИПГЗ занимается обсерватория. Мы начинаем работать с крупными городами, потому что в них живет больше людей. Например, Санкт-Петербург. Здесь государственная (федеральная) сеть мониторинга загрязнения атмосферного воздуха сосуществует с аналогичной региональной системой, действует высокоразрешающая сеть мониторинга осадков. Мониторить осадки с высоким разрешением крайне важно не только потому, что это нужно для обеспечения разного рода хозяйственной деятельности, например, для систем водоотведения, для транспорта и т.д. Наступит время, когда мы будем располагать климатическими моделями для городов существенно более высокого разрешения, чем сейчас. Для верификации расчетов с такими моделями нам потребуются климатические данные высокого разрешения, что особенно важно для осадков. А вообще интегрированные системы городского климатического обслуживания (климат, погода, вода, окружающая среда) – это в настоящее время отчетливый мировой тренд, Всемирная метеорологическая организация этим занимается уже какое-то время. В нашей стране это направление совершенно необходимо развивать.
- Но ведь вы развиваете это направление системы городского климатического обслуживания не с нуля?
- Да, конечно. Уже есть наработки. Например, я уже упоминал городские и ведомственные системы мониторинга. В конце концов, мы надеемся, что нам удастся в рамках системы интегрированного городского климатического обслуживания объединить усилия на муниципальном и на федеральном уровнях для принятия тех или иных климатообусловленных решений.
Давайте вспомним 2010-й год. Он был связан с большой волной тепла на Европейской части страны. Но дело не только в том, что тогда исключительно долго держались экстремально высокие температуры, но и в том, что это еще сопровождалось загрязнением атмосферного воздуха в результате пожаров в лесах и на торфяниках. Комбинация плохого качества воздуха с высокой температурой, вот это смертельная смесь. Такие ситуации нужно предвидеть, готовиться к ним, принимать упреждающие меры, чтобы минимизировать возможные последствия. Это все и есть адаптация.
Еще одна тема в рамках работы консорциума – это борьба с опустыниванием. И здесь вновь появляется тема адаптации – приспособления к происходящим и ожидаемым изменениям климата в регионах, подверженных опустыниванию. Способствовать этой борьбе могут и мониторинг текущей ситуации, и сценарные прогнозы, которые должны показывать, где у нас возрастают риски опустынивания. Этим направлением у нас занимается Федеральный научный центр агроэкологии РАН в Волгограде. Это реальная проблема для ряда субъектов на юге Российской Федерации. Начиная с того, что это потеря территорий с определенным экономическим потенциалом и заканчивая источником загрязнений для атмосферы (песчаные бури). Перед нами стоит задача диагностики, необходимо выяснить, что приводит к опустыниванию, какими способами можно компенсировать соответствующее климатическое воздействие на экосистемы, например, культивирование более устойчивых к соответствующим климатическим воздействиям видов растительности, которые позволят сдерживать распространение пустыни. Это требует научно обоснованных усилий, в том числе в виде планов по борьбе с опустыниванием, разработанных для соответствующих субъектов.
Мониторинг, изучение и прогнозирование всего вышеперечисленного поможет нам адаптироваться к неизбежной части антропогенного изменения климата. Ведь то, что мы сейчас делаем в части смягчения нашего воздействия на климат (т.н. «митигации»), это все может заметным образом отразиться на климате лишь второй половины 21 века. Из-за большой инерционности климатической системы то изменение климата, что наблюдаем сегодня, это результат наших действий в прошлом.
К слову, адаптация – это не разовое мероприятие. Этим мы занимались и будем заниматься всегда, в этой сфере востребованы разные профессии, в том числе и такие, которые будут интегрировать знания из разных областей, из той же климатологии и, например, социально-экономических наук.
- И здесь появляется потребность в новом качестве специалистов, которые сильны в междисциплинарном подходе.
- Абсолютно верно. И это потребность не сугубо российская, это потребность существует во всем мире. Есть такое понятие – «наращивание потенциала». Можно сказать – подготовка кадров. Это тема важнейшая, специалисты должны обладать разными компетенциями, в том числе на стыке дисциплин.
- Какие неопределенности в сценарных прогнозах изменения климата существуют и будут исследованы в рамках ВИПГЗ?
- Мировая наука еще недостаточно разобралась с тем, как экосистемы реагируют на изменение климата с точки зрения поглощения ими либо выделения этих самых активных климатических веществ. Тем самым либо смягчая, либо усугубляя глобальное потепление. Это проблема, которая сейчас занимает самые высокие позиции в мировой повестке научных исследований. Возьмем леса. Мы заявляем, что мы климатические доноры, поскольку у нас леса поглощают углерод. Это правильно, только есть нюансы. Деревья разного возраста имеют разную способность поглощать углерод из атмосферы. Кроме того, лесные пожары – очевидный источник климатически активных веществ. Или, например, замещение одних биологических видов или экосистем другими по мере изменения климата и т.д. Это все сложнейшая и захватывающая картина. Нам нужно знать, что будет в конкретных местах, в конкретные периоды времени, на десятилетия вперед.
- Не только глобальные задачи стоят в рамках работы консорциумов. Четыре года назад Правительством РФ был утвержден Национальный план по адаптации к изменениям климата. Регионы уже приступили ко второму этапу его реализации. Вы следите за этим?
- Пока мы и другие страны торгуемся между собой о смягчении антропогенного воздействия на климат, пока готовимся, пока переоборудуемся, пока сталкиваемся с новыми обстоятельствами, климатическая проблема продолжает усугубляться. Мы должны защищать жизни людей, имущество, экономическую инфраструктуру, природную среду и т.д. И поэтому тема адаптации все активнее обсуждается на международном уровне, хотя пока и находится в положении падчерицы в финансовом аспекте. Что касается России, отрасли экономики и субъекты федерации постепенно осознают себя в качестве субъектов адаптации. То, что раньше делалось в стране в части адаптации к неизменному климату (например, к экстремальным погодно-климатическим воздействиям), это было очень хорошо, надежно и профессионально. И очень многие вещи, которые в двадцатом веке были заложены, прекрасно работают до сих пор. Эти рассчитанные на сверхнагрузки плотины, мосты и т.п., все это действует. Но сегодня меняется климат и диапазон этих допусков также должен меняться. Что касается субъектов, у них еще более сложная, чем у отраслей, задача, потому что речь идет о синтезе разных отраслей. Впрочем, на сегодняшний день и у разных отраслей, и у разных регионов планировать адаптацию получается, мягко говоря, по-разному. По крайней мере, национальный план побуждает развиваться все ответственные структуры в климатической повестке. Хотя на этом пути нас ожидает еще много препятствий, сюрпризов и ошибок. Но можно надеяться, система будет постепенно совершенствоваться, в том числе по мере того, как будет крепнуть научная основа для адаптации, постепенно будут появляться и необходимые специалисты, и лидеры в этом деле, те, кто будет для других примером.
Интервью провела Ольга Стрелкова
*Шесть научно-образовательных центров для исследования изменения климата и управления климатическими рисками созданы в России: 1) Институт вычислительной математики им. Г.И. Марчука разработает глобальную модель земной системы мирового уровня. Она позволит составлять сценарии климатических изменений для более точных климатических прогнозов; 2) главная геофизическая обсерватория им. А.И. Воейкова проведет работу по расширению системы климатического и экологического мониторинга и прогнозирования на территории России. Предполагается, что эта система станет информационной основой для принятия решений по адаптации к изменениям климата; 3) институт народнохозяйственного прогнозирования разработает сценарии развития российской экономики в условиях глобальных изменений климата. Будет создана методика разработки сценариев и моделей оценки социально-экономических эффектов климатической повестки; 4) центр по проблемам экологии и продуктивности лесов РАН займется разработкой системы наземного и дистанционного мониторинга пулов углерода и потоков парниковых газов; 5) в Институте океанологии им. П.П. Ширшова создадут систему климатического и экологического мониторинга Мирового океана; 6) институт глобального климата и экологии им. Ю.А. Израэля проведет цифровизацию Национального кадастра парниковых газов.
